地球外知的生命体探査（SETI）では、電波のような地球外知的生命体のテクノシグネチャーはまだ発見されていませんが、宇宙は広大で、探査すべき場所はまだまだたくさん残されています。新たな研究では、私たち自身の深宇宙への電波を有用なガイドとして活用することで、探査パラメータを絞り込むことが示唆されています。
今週初めに『アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ』に掲載された研究は、深宇宙ミッションでの双方向通信中に強力で指向性のある信号をどのように送信するかを研究することで、地球外からの信号を探すことを示唆している。
ペンシルベニア州立大学とNASAジェット推進研究所（JPL）の科学者を含む研究チームは、地球外生命体がどのようにして私たちの深宇宙の電波通信を検知できるかを研究しました。彼らは、地球外生命体が同様の宇宙活動を行っている場合、その信号は最も似た条件下で出現する可能性が高く、それによって私たちが観測すべき場所と時期が絞り込まれると推論しました。
SETIは1960年代から地球外からの電波信号を探してきましたが、今のところ成果は見られません。課題の一つは、明らかに人工的な起源を持つもの以外に、何を探しているのか完全には分かっていないことです。
これは、私たちの注意を引くために意図的に集中的に発射された信号を意味する場合もあれば、意図的でない、つまり文明社会が日常の業務を遂行する中で漏れ出ている残留電波を意味する場合もあります。実際、私たちの文明社会は1世紀以上も前から無線信号を漏洩してきました。私たちは決して静かだったわけではありません。例えば、私たちの空港は電波に関しては特に漏れやすいのです。
自分自身の習慣のパターンを見つける
地球外からの無線信号を検出する可能性を高めるため、ペンシルベニア州立大学の天文学者ピンチェン・ファン氏を含む研究者らは、地球外文明が自ら無線をどのように使用するかを予測する方法として、NASAの深宇宙通信を調査した。
「人類は主に、火星のような他の惑星を調査するために送り込んだ宇宙船や探査機と通信を行っています」とファン氏は声明で説明した。「しかし、火星のような惑星は通信を完全に遮断するわけではないため、これらの惑星間通信の経路上に位置する遠方の宇宙船や惑星は、電波の漏れを検出する可能性があります。これは、地球と他の太陽系の惑星がそれらの視点から一直線に並んだときに発生すると考えられます。」
したがって、遠く離れた恒星系の太陽系外惑星が一直線に並ぶような重要な瞬間に私たちは焦点を当てるべきだ。SETI はそのとき、電波信号の可能性を探るべきだとファン氏は言う。
この研究のために、研究者たちはNASAの深宇宙ネットワーク（DSN）のログを分析した。DSNは、低軌道衛星からボイジャー探査機やニューホライズンズ宇宙船のような遠距離ミッションまで、宇宙空間にある人工物を追跡・通信する地上施設のシステムである。JPLのプロジェクト科学者であり、この研究の共著者であるジョセフ・ラツィオ氏は、DSNは「人類が宇宙に発信する最も強力かつ持続的な無線信号の一部」であると説明する。DSNの無線放送と宇宙船の位置データを照合することで、研究チームは地球からの深宇宙通信のタイミングと方向を特定することに成功した。
「私たち自身の深宇宙通信を基準として、特定の方向と惑星の配置を持つシステムに焦点を当てることで、将来の地球外知的生命体の探査がどれだけ改善されるかを定量化した」とペンシルベニア州立大学の天文学および天体物理学の教授、ジェイソン・ライト氏は述べた。
配置を探す
研究者たちは、深宇宙からの電波信号は主に火星に向けられているが、他の太陽系惑星や、太陽地球ラグランジュ点に位置する望遠鏡（ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡がその好例）にも向けられていることを発見した。20年分のDSNデータによると、もし地球外生命体が地球と火星の直立を観測できる位置にいた場合、私たちの電波の進路上にいる確率は77%である。一方、他の惑星の直立を観測できる確率は12%である。「しかし、惑星の直立を観測していない場合は、この確率は極めて小さい」とファン氏は述べた。
研究チームは、これらの知見を地球外探査（SETI）に応用すべきだと述べています。そうすれば、迷子の電波信号を発見できる可能性が高まるからです。具体的には、地球から見た太陽系外惑星同士、あるいは主星と一直線になる瞬間に注目するべきです。
私たちの太陽系は比較的平坦で、ほとんどの惑星が同一平面上を公転しているため、人間の通信のほとんどは同じ平面上を伝わります。エイリアンも同様の通信戦略を用いる可能性が高いため、SETIが同様の配置をターゲットにするのは理にかなっています。
DSN信号の強度と、地球外生命体も同様の通信技術を使用しているという仮定を踏まえ、研究の共著者らは23光年以内の探査を推奨している。重要なのは、地球の真横を周回する軌道面を持つ近傍の星系にも焦点を当てるべきだ、と彼らは述べている。また、これらのパターンは、電波よりも電波の散乱が少なく、地球外文明が好む可能性のあるレーザー信号の探査に役立つ可能性があると指摘しており、実際、私たちはまさにその方向に進んでいる。
この新しい提案は非常に理にかなっています。SETIの科学者たちがこの知見を心に留め、キャンペーンを展開してくれることを願っています。宇宙は非常にノイズの多い場所になる可能性を秘めています。私たちが知っておくべきなのは、いつ、どこを観測すべきかということです。
